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1、2.1图像信息的产生与传输图像信息的产生与传输图像信息的表示图像信息的表示：用与图像空间位置用与图像空间位置（x,y,z）相应的亮度或色彩变化相应的亮度或色彩变化分布函数分布函数f(x,y,z)表示光信号表示光信号，或通过扫描等技术手段或通过扫描等技术手段，由光信号转换的随时间变由光信号转换的随时间变化的电压函数化的电压函数f(t).前者称为前者称为图像图像，后者称为后者称为图像信号图像信号。第二章第二章 图像质量与显示器性能图像质量与显示器性能电子图像电子图像静止图像静止图像活动图像活动图像电视传送的主要信息电视传送的主要信息图像传输的基本过程图像传输的基本过程：发送端把活动景物的光信号转变
2、成电信号发送端把活动景物的光信号转变成电信号， 经过加工经过加工，处理处理，记录记录、传送传送，在接收端把电信号还原成图像在接收端把电信号还原成图像 发送端发送端：采用摄像管接收图像采用摄像管接收图像 接收端接收端：采用显示器显示采用显示器显示（包括包括CRT和和PFD等等）电视图像光电转换系统简图电视图像光电转换系统简图信号处理与信号处理与传输通道传输通道镜头镜头摄像管摄像管景景 物物图像电信号图像电信号显像管显像管图像电信号图像电信号重 现 图 像重 现 图 像摄像端摄像端光光电转换电转换显像端显像端电电光转换光转换RL2.2图像中的像素图像中的像素 像素像素：构成图像的最小面积单元构成图
3、像的最小面积单元，具有一定的亮度和色度属性具有一定的亮度和色度属性。 CRT显示屏上的图像的像素数为显示屏上的图像的像素数为3050万个万个，而高分辨的显示而高分辨的显示器上的图像的像素数为器上的图像的像素数为100万个以上万个以上 黑白图像黑白图像：每个像素是亮度不同的小点每个像素是亮度不同的小点 彩色图像彩色图像：每个像素由每个像素由RGB三个点构成三个点构成2.3图像中的逐行扫描和隔行扫描图像中的逐行扫描和隔行扫描对于显示器件对于显示器件，想要把模拟信号变成图像显示出来想要把模拟信号变成图像显示出来，需要一行一行需要一行一行 进行进行电电光转换光转换 这种沿着行地址进行横向移动扫描称为这
4、种沿着行地址进行横向移动扫描称为水平扫描水平扫描，又称为又称为行扫描行扫描。 把扫描线从上到下一点一点下移的动作称为把扫描线从上到下一点一点下移的动作称为垂直扫描垂直扫描。顺序传送顺序传送（串行传送串行传送）：）：利用人眼的视觉惰性利用人眼的视觉惰性，将各个像素的光信号将各个像素的光信号按一定的顺序变成电按一定的顺序变成电信号传输信号传输，接收端再按同样的顺序将电信号变成光信号接收端再按同样的顺序将电信号变成光信号，只要速度只要速度足够快足够快，人眼感觉图像就是完整和连续的人眼感觉图像就是完整和连续的。 这种将图像分解成像素并按一定的顺序传送图像像素的电视系统这种将图像分解成像素并按一定的顺序
5、传送图像像素的电视系统称为称为顺序传送系统顺序传送系统。 传送顺序传送顺序：从左到右从左到右，从上到下从上到下，时间递增时间递增 同步同步：在接收端每个像素的几何位置与发送端一一对应在接收端每个像素的几何位置与发送端一一对应。1隔行扫描隔行扫描 目前的电视图像是隔行扫描的目前的电视图像是隔行扫描的，每幅图像需要扫描两每幅图像需要扫描两 遍遍，第一遍先扫奇数行第一遍先扫奇数行（1，2，3），），第二遍扫描偶第二遍扫描偶 数行数行（2，4，6.）通过扫描两遍才能把一幅图通过扫描两遍才能把一幅图 像的所有像素扫描出来像的所有像素扫描出来。这这 样的一遍叫做一场样的一遍叫做一场，两场合两场合 为一帧为
6、一帧 帧扫描频率为帧扫描频率为25帧帧/s(PAL) 制制，或或30帧帧/s(NTSC)制制。 2逐行扫描逐行扫描逐行扫描逐行扫描：是按照是按照1，2，3，4的顺序进行扫描的顺序进行扫描，只需要一遍扫描只需要一遍扫描就可以完成一帧就可以完成一帧所以当帧扫描频率和场扫描频率所以当帧扫描频率和场扫描频率 相同时相同时，逐行扫描的信息量将是逐行扫描的信息量将是 隔行扫描的隔行扫描的2倍倍。 个人计算机大多采用逐行扫描个人计算机大多采用逐行扫描 模拟电视基本采用隔行扫描模拟电视基本采用隔行扫描由于模拟电视每套电视节目的信道带宽只有由于模拟电视每套电视节目的信道带宽只有68MHZ， 这样的信道内传送逐行
7、扫描图像这样的信道内传送逐行扫描图像，帧频只能达到帧频只能达到25/30帧每秒帧每秒。这样的图像会产生大面积闪烁这样的图像会产生大面积闪烁。 使用隔行扫描时使用隔行扫描时，同样的带宽可以传送每秒同样的带宽可以传送每秒50/60场的场的信号信号，尽管信息容量一样尽管信息容量一样，但可以降低大面积闪烁但可以降低大面积闪烁 隔行扫描的问题隔行扫描的问题： 会造成行间闪烁会造成行间闪烁，垂直分辨率严重受损垂直分辨率严重受损，只有水平分辨只有水平分辨 率的一半率的一半，在画面上造成梳齿现象和行抖动在画面上造成梳齿现象和行抖动。2.4 逐行扫描还是有用的概念逐行扫描还是有用的概念数字电视逐行扫描和隔行扫描
8、都可以使用数字电视逐行扫描和隔行扫描都可以使用 数字电视标准中含有多种扫描方式数字电视标准中含有多种扫描方式：480i、480p、720p， 1080i，其中其中，i是隔行扫描是隔行扫描，p是逐行扫描是逐行扫描 由于其采样保持的性质由于其采样保持的性质，平板显示器必须使用逐行扫描平板显示器必须使用逐行扫描 显示器件工作在显示器件工作在50/60Hz，像素的亮度在一帧内不会改变像素的亮度在一帧内不会改变，不会不会 产生闪烁问题产生闪烁问题逐行扫描能够提供比较好的图像质量逐行扫描能够提供比较好的图像质量，但现在主要广播电视仍然是但现在主要广播电视仍然是 隔行扫描的隔行扫描的，需要将收到的隔行扫信号
9、转换成逐行扫描显示需要将收到的隔行扫信号转换成逐行扫描显示。 转换方法转换方法：将奇数场信号和偶数场信号存入两个存储器合成一帧完将奇数场信号和偶数场信号存入两个存储器合成一帧完 整图像再逐行读出整图像再逐行读出。信号形成方式有两种信号形成方式有两种： 1简单的重复方式简单的重复方式 在一场即在一场即1/50秒的时间内秒的时间内，按照存入的次序逐次逐行读出图像信按照存入的次序逐次逐行读出图像信 号号，读出的逐行信号未作任何处理读出的逐行信号未作任何处理，就把隔行扫描信号变成帧频就把隔行扫描信号变成帧频 50Hz的逐行扫描的逐行扫描 2利用差值算法生成逐行扫描图像信号利用差值算法生成逐行扫描图像信
10、号利用插值算法生成逐行扫描图像信号方法利用插值算法生成逐行扫描图像信号方法： 首先用两个场存储器把奇首先用两个场存储器把奇、偶两场信号存储起来偶两场信号存储起来，取本场取本场 中垂直相邻的像素中垂直相邻的像素A、B以及在前一场的在时间上与该像素以及在前一场的在时间上与该像素 相邻的像素相邻的像素C，从这三个像素亮度中取中间值从这三个像素亮度中取中间值。静态图像时像素静态图像时像素C的值就是中值的值就是中值，运动图像时运动图像时，本场相邻本场相邻 两个像素的相关性大两个像素的相关性大，中值一般不是中值一般不是C值值，这就实现了场这就实现了场 内运动预测内运动预测，可以避免出现水平运动图像的锯齿形
11、失真可以避免出现水平运动图像的锯齿形失真。正常人眼的正常人眼的临界闪烁频率是临界闪烁频率是46Hz，并随着屏幕亮度的上升而上升并随着屏幕亮度的上升而上升 我国彩电行业规定的场频为我国彩电行业规定的场频为50Hz，当图像亮度高时当图像亮度高时，会产生大面会产生大面 积闪烁积闪烁，可以提高场频或帧频来减小大面积闪烁可以提高场频或帧频来减小大面积闪烁，倍频扫描变换技倍频扫描变换技 术术可减轻或消除大面积闪烁可减轻或消除大面积闪烁 倍频扫描是利用大规模数字集成电路倍频扫描是利用大规模数字集成电路，先将模拟信号转变为数字视先将模拟信号转变为数字视 频信号频信号，在扫描电路中使用存储器将每场数字信号存储一
12、次在扫描电路中使用存储器将每场数字信号存储一次，读取读取 两次两次，因而由因而由50场变成场变成100场场，可消除画面闪烁可消除画面闪烁，但这种方法对运但这种方法对运 动画面的改善没有帮助动画面的改善没有帮助1图像清晰度图像清晰度 图像清晰度图像清晰度：指人主观感觉到的图像的细节的程度指人主观感觉到的图像的细节的程度，分分 别用人眼在水平方向和垂直方向所能分辨的像素数来定别用人眼在水平方向和垂直方向所能分辨的像素数来定 量描述量描述，并相应地称为并相应地称为水平清晰度和垂直清晰度水平清晰度和垂直清晰度。 如果人眼的最小分辨角为如果人眼的最小分辨角为，在分辨能力最高的垂直视在分辨能力最高的垂直视
13、 线角线角15度之内所能分辨的像素数为度之内所能分辨的像素数为： Z=15/ 例如例如：当当为为1分时分辨率为分时分辨率为900线线2.5电视图像的基本参数电视图像的基本参数电视系统的分辨力电视系统的分辨力：指电视系统本身分辨图像的能力指电视系统本身分辨图像的能力，它它 不受主观因素的制约不受主观因素的制约。一般来说一般来说，扫描行数越多扫描行数越多，电视电视 系统的分辨率越高系统的分辨率越高。 垂直清晰度垂直清晰度M主要取决于图像有效行数主要取决于图像有效行数Z，由于不是所有由于不是所有 的行正扫到图像的分界线上的行正扫到图像的分界线上，有效行数有效行数Z还要乘以凯尔还要乘以凯尔 系数系数K
14、1，即即M=ZK1 隔行扫描隔行扫描，还要乘隔行扫描系数还要乘隔行扫描系数：M=ZK1K2 在同一在同一 电视系统中电视系统中，水平分辨率和垂直分辨率相同时水平分辨率和垂直分辨率相同时，图像质图像质 量最好量最好。当高宽比为当高宽比为A时时，水平清晰度水平清晰度N为为 N=AK1K2Z2电视系统的分辨力电视系统的分辨力2006年年4月月，信息产业部公布了数字电视相关行业标准信息产业部公布了数字电视相关行业标准，规定液规定液 晶晶、等离子电视垂直清晰度和水平清晰度必须达到等离子电视垂直清晰度和水平清晰度必须达到720线以上才算线以上才算 高清高清 目前目前，42英寸等离子分辨率有英寸等离子分辨率
15、有4种种，分别是分别是852480， 1024768，10241024，10241080对于垂直清晰度对于垂直清晰度，基本上垂直方向有多少像素就可以认为有多少线例如基本上垂直方向有多少像素就可以认为有多少线例如： 852480可以认为垂直清晰度是可以认为垂直清晰度是480线线 对于水平清晰度还和图像的高宽比有关对于水平清晰度还和图像的高宽比有关，对于对于16：9的的 平板电视平板电视，其电视线数值为水平方向像素值其电视线数值为水平方向像素值/高宽比高宽比 例如例如： 852480的水平清晰度是的水平清晰度是9 825/16=479线线， 注意此处注意此处479意味着其水平清晰度最高不能超过意味着其水平清晰度最高不能超过479线线只有当图像或者信号源的像素格式与电视机固有的像素格只有当图像或者信号源的像素格式与电视机固有的像素格 式完全匹配时式完全匹配时，才能实现电视机与源图像的完全匹配才能实现电视机与源图像的完全匹配。大多数情况下大多数情况下，电视信号源图像的像素格式和电视机固有的像素格电视信号源图像的像素格式和电视机固有的像素格 式不完全匹配式不完全匹配。 例如例如：我国我国HDTV的图像像素格式为的图像像素格式为： 19201080，而电视固有而电视固有 的像素格式多种多样的像素格式多种多样，包括包括： 852480
